​影响碳纤维管材质量的关键因素有哪些？碳纤维管也称碳管、碳纤管，由碳纤维材料及特定的树脂材料组成。广泛应用于无人机、转动轴、辊轴、医疗器械、体育器材、高端摄影机滑轨等多种配套设备中，是高端工业领域用来替代金属管材的轻量化材料之一。

工艺的区别

碳纤维管材一般采用拉挤、缠绕、卷制等方式制成，这几种工艺各有利弊：拉挤成型容易实现纤维的连续性，但不能实现纤维角度的任意变化；缠绕工艺能够按产品的受力状况设计缠绕规律，能充分发挥出纤维的强度，最大限度地保证了管材所要求的结构性能。

但是缠绕成型适应性小，不能缠任意结构形式的制品，特别是表面有凹的制品，因为缠绕时，纤维不能紧贴芯模表面而架空；卷制工艺机械自动化程度高，管材成品在强度上比拉挤工艺要高，外观也能做出3k编织纹路，适用的范围更广，相对来说成本也要高一些。

材料的选择

既然碳纤维管材的强度是由其中的碳纤维材料决定的，因此，用于碳纤维管材制造的碳纤维材料本身的质量尤为重要。

来自于日本东丽、台塑等世界一流碳纤维生产商的产品质量还是比较可靠的，不同系列的碳纤维碳纱在力学性能和成本上差别也很大，最终决定了碳纤维管的性能和价格。除此之外，树脂的选择也不容忽视，树脂的主要作用是把碳纤维粘在一起，分配碳纤维间的载荷，保护碳纤维不受环境影响，树脂基体的选择必须遵循固化方便、粘附力强、收缩性低、力学性能好等原则。

芯模的材质

不同材料制成的芯模对管材的表面精度及性能有一定的影响。有些低端的碳纤维管生产采用聚乙烯醇、砂、木、玻璃钢等材料制作缠绕芯模，但是这些材料或是难耐150℃以上的固化温度，或是工艺水平过于粗糙，难以制作出高质量的碳纤维管。

相比较而言，钢和硬铝是两种较为常用的芯模材料，钢的密度和硬度都比硬铝大，但钢的热膨胀系数不及硬铝。高性能碳管需要在高温下进行固化，环氧树脂体系的固化温度也可达170℃。在此种情况下，硬铝热膨胀产生的固化内压，能很好地提高碳管的密度和力学性能。

缠绕的设计参数

缠绕成型中，缠绕厚度、缠绕角度以及缠绕角度的顺序对碳纤维管的性能都有较大的影响。例如，当碳纤维管材应用于传动轴之类产品时，在横截面上要产生相对运动，与轴向呈0°的铺层可以减小横截面间的相对运动；

±45°铺层有利于提高轴的抗扭性能；90°方向铺层在初始扭转状态可起到抵抗切应力的作用，当扭矩较大时承扭能力下降，但是缠绕工艺不能缠绕0°铺层，所以增加接近±45°和接近90°铺层角度的比例，都有利于提高碳纤维管材的抗扭强度。同样，缠绕的厚度和缠绕角度的顺序对碳纤维管材的性能影响也有相关的变化规律可循。

从理论上讲，碳纤维管材比传统金属管材具有更多的性能优势，如强度高、耐腐蚀、热膨胀系数小、抗蠕变、自润滑、耐疲劳、使用寿命长，还能吸能抗震，最关键的是其密度小质量轻，能比同样的钢制管材减重80％以上。但是从应用情况看，碳纤维管材能否真正体现出以上的性能优势，还是由实际生产中的诸多技术因素决定的。